Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Иммунологическое обоснование селекции картофеля на групповую устойчивость к фитофторозу и бактериозу

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Иммунологическое обоснование селекции картофеля на групповую устойчивость к фитофторозу и бактериозу"

Р V 6 ОД

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

На правах рукописи

АСЕЕВА Елена Александровна

ИММУНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СЕЛЕКЦИИ КАРТОФЕЛЯ НА ГРУППОВУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ к ФИТОФТОРОЗУ И БАКТЕРИОЗУ

Специальность: 06.01.11 — Защита растений от вредителей и болезней

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПУШКИН 1993

Работа . выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (РАСХН).

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Гусева Н. Н., кандидат сельскохозяйственных наук Патрикеева М. В.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Котова В. В., кандидат биологических наук Костицын В. В.

Ведущее учреждение — Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Защита диссертации состоится « '/Оъ СЛЖ&^СхЯ 1993 г.

в часов на заседании Специализированного совета Д 020.01.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений по адресу: 189620, Санкт-Петербург,' Пушкин-8, шоссе Подбельского, д. 3, ВИЗР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЗР. Автореферат разослан *ЗС > 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

кандидат биологических наук ! Г. А. Наседкина

Актуальность темы

i <

Без преувеличения можно.сказать, что картофель является од-гой из ведуыих культур, особенно в Северо-Западном регионе страна. Новые формы ведения сельского хозяйства (фермерские и, приусадебные хозяйства) определяют все более возрастаюцую специали-1ацню земельных угодий под культурой картофеля.

На основных плоцалях посадок картофеля по сравнению с зерно-|ыми культурами количественная представленность, устойчивых к фи-■офторозу сортов более благополучна : 18 фитофтороустойчивых сор-■ов занимают 30% плоцадей (Гусева, Кабалкнна, 1558). Однако, два' (бстоятельства, а именно - нарастание вредоносного значения, бак-■ериозов и появление высоковирулентных рас возбудителя фитофторо-ia определяют необходимость дальяейвях иммунологических разработок, направленных на расмирение-ассортимента сортов, с учетом ге-гагической разнородности и групповой устойчивости.

По данным, опубликованным Организацией по сельскохозяйственен вопросам и продовольствию при ООН (ФАО), мировые потери уро-1ая картофеля-от болезней ежегодно составляют 88,9'млн.т на сумму 1,4 млрд. долларов или 11,6% валового сбора, что в 2 раза превы-|ает потери у зерновых культур, овоцей и сахарной свеклы (Попко-ia, Мнейдер, Воловик, Ымыгля, 1880).

Фитофтороз картофеля является самой распространенной и наи-¡олее вредоносной болезнью из 60 грибных, бактериальных и ви-■усных заболеваний, распространенных на этой культуре. В годы, лагоприятствуюцне заболеванию, поражение клубней составляет 30% [ выме (Дорожкин, БелЬская, 1979).

Цель и задачи исследования

Б связи с . этим, целью настоящего исследования явилось боснование селекции сортов картофеля с групповой устойчивостью фнтофторозу я бактериозу. Для осуществления ее предстояло ре-/ггь следующие задачи:

1. Изучить популяцию rpn6aphytophthora inteatantj Mont, de агу. в Ленинградской области с целью, выявления наиболее виру-ентных и агрессивных рас. .

2.'Усовершенствовать методику опрелелення расового состава, риба Phytophtliora infestana D.B. î

3. Выделить источники устойчивости картофеля к фнтофторозу бактериозу, а также образцы с г-рулповой устойчивостью к этим

аболеваяиям.

4. Использовать методы in vit.ro для улучшения сортов не устойчивости к фитофторозу и бактериозу.

5. Осуществить поиск индукторов устойчивости К бактериозу районированных в Ленинградской области сортов.

Научная новизна работы

г

. Впервые для условий Ленинградской области решается проблема создания форм с групповой устойчивостью к возбудителям фнтофто-роза Ph. infeatans и черной ножке Erw. carotovora вар., atroceptica и иссдвдуатся состав популяции гриба Ph. infeatans с учетом появления А2 типа совместимости.

При решении этих вопросов - использование не только традиционных методов получения исходного селекционного материала, но и ряд биотехнологических подходов.

При отсутствии устойчивых сортов к бактериозу рекомендован прием предпосадочной обработки клубней ФБМ.

Практическая ценность работы - в разработке ряда методических вопросов по исследованию изменчивости возбудителя фнтоф-тороза, определении расового состава, оценкам на групповую устойчивость к фитофторозу и бактериозу (черная ножка), выделение 2% образцов картофеля с групповой устойчивостью иа 1356 и

использование препарата ФБМ в качестве индуктора устойчивости.

я .

Апробация работы

Основные результаты исследований докладывались на конференциях: "Роль молодых ученых и специалистов в развитии АПК", 1988 г., Свердловск; "Экологические проблемы зациты растений", 1990, Ленинград.

. ■ . .Публикации результатов исследований '

Основные положения диссертации изложены а 8 опубликованных работах." • ' •

Структура и объем работы

' . Диссертационная работа из введения, описания условий и методов проведения исследований, обзора отечественной и зарубежной литературы по изучаемым вопросам, изложения экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов и рекомендаций производству. Список литературы включает 121 наименование, из них 54

• - 3 -

на иностранных языках. Работа изложена на 90 страницах машинописного текста, включает 17 таблиц, 5 рисунков. ,

Материалы и методы исследований

Исследования проводились в течение 1989-1992 гг. в лаборатории иммунитета • растений к вредным организмам ВНИИ аациты растений в лабораторных, тепличных и полевых условиях. Производственные опыты проводились в семеноводческом хозяйстве ОПХ "Суйда" (Гатчинский район, Ленинградская область).

В исследования были включены copra районированные в Ленинградской области, . интродуцнрованные сорта, 990 межвидовых гибри-аов коллекции ВИР селекции Житловой, 350 образцов дикорастущих видов картофеля коллекции ВИР. ' . . <

Для размножения гриба Ph. infestana использовали восприимчивые к этому-заболевании сорта: ПриекульскИй ранний, Адрегта, 1зора.

Расовый состав Ph. lnfeataña изучали в популяциях, получениях из разных районов Ленинградской области.

В качестве исходного' инфекционного материала использовали 13оляты гриба, выделенные с пораженных сортов и гибридов:

Идентификацию рас Ph. liifestane проводили на наборах расте-шй-дифференциаторов Ыиха и Блока, а также на наборе культурных юртов картофеля'р известными генотипами по методике, разрабо-■аиной в лаборатории иммунитета (Патрикеева, 1990).

Для пересевов изолятов гриба использовали ржаную агаризиро-ганную среду, приготовленную по Клейтеиу (Claten, 1970),. овсяную релу, овеяно-гороховую, овсяно-фасолевую агаризиров&нную среду.

Работы по выделению патогена из пораженных листьев и клуб-ей, сохранение гриба Pli. lnfeatana в чистой культура его разм-ожриие для проведения фитопатологических работ вели согласно атолических указаний Т.И. Федотовой и М.В. Патрикеевой (1977") и етодичаскнх указаний А.И. Чумаковой, Г.И. Локтиной, Е.Д. Кова-енко'идр. (1979), М.В. Патрикеевой (.1990).

Агрессивность отобранных рас изучали по методике К.В. Поповой и Ю.М. Стройкова (1972). Определяли следуючие показатели грессивности:' инкубационный период, период развития, размер экротических Пятен, интенсивность спорономения гриба. Колн^ест-э' спор с опредленной площади пораженного листа в 1 мл волы эдечитнвалм в камере Горявва. г

Для'выявления изолятов'А2 типа совместимости использовали инфицированную W.B. Воробьевой, В.В.Гридневым, Л.А. Поспеловой др. (1987) методику анализа природной популяции гриба

Ph.Infestaña (Gallegly, Galindo, 1957).

Учет проводили по 9-балльной шкале СЭВ (1984).

Лабораторное испытание антибактериального действия,, препаратов проводили методом штриховых посевоь бактерий на поверхнос-агаризированной среди в чяыхи Петри с добавлением химических npi каратов а необходимой концентрации (Лорожкин и др., 1977).

Мелкоделяночные опыты проводили в соответствии с методическими указаниями по методике опытного дела (Доспехов, 1979).

Математическую Обработку данных проводили методам! дисперсного анализа (Доспехов, 1979).

Степень поражения растений фитофторозом определяли используя ыкалу ВНИИ'!- (1976 г.).

Отбор устойчивых к возбудителям фитофтороза Ph. infeatana i черной ножки Erw. carotovora esp. atroseptica проводили tu растениях после прямой и каллусной регенерации. '

Получение меристемных растений, черенкование пробирочны: растений In vitro, получение каллусной культуры и растений pera нэрантов проводились по методике Н.В. Борисюк, М.К. Зубко, И.В Кириченко, В.Б. Куксова и др, 19В7.

Для отбора сомаклональных вариантов с измененной устойчи востью к патогенам Ph. .infestaría и Erw. carotovora • aap atroseptica была использована следующая схема рис. 1.

Учет проводили через 72 часа, а затем - через каждые 1! часов. , *

При отборе на фнтофтороустойчивость мини-клубней картофел

была использована концентрация суспензии конидий грибэ 10 спор

мл. При заражении мини-клубней вводили суспензию и помечали ин

фицированныэ мини-клубни в чаыки Петри с увлажненными прокладка

мн на дне и крыыке из фильтровальной бумаги. Чаыки Петри помета

ли в термостат при температуре 20°, учет проводили через 3-6 су » ... * ток. .

При .отборе устойчивых к верной ножке образцов' использовал

. .. '—

ытаммы: 87/88, С-5 Erw. ~ carotovorp esp. atroseptica предвари тельно, за сутки, выращенной на картофельном агаре. ' Инфицированные растения помещали в условия 12 часового дн

и 22" температуры. Учет проводили через 24, 36 и 48 часов.

Изучение популяции гриба Ph. infeatana в Ленинградской области с целью выявления наиболее вирулентных и агрессивных рэс

В настоящее время фитофтороз распространен .' во . всех зона возделывания картофеля, особенно в зонах с обильными осадками в

Условные обозначения:

I - Вычленение меристемы 2,6,8 - Черенкование

3 - Получение листового и

стеблевого экспланта

4 - Каллусогенез

5 - Морфогенез

7 - Прямая регенерация 9 - КлубнеобраэоваНие

- Инфицирование возбудителями гЬитофтороза и -черной ножки

Phytophthora infesfcans D.B.

Erwinia carofcovore SSP. afcrosepfcica

Рис. I. Схема опенок растений картофеля in vitro! НЯ rnvnnOBVO УСТОЙЧИВОСТЬ

' - 6 - г второй половине вегетации. Такими районами являются государства Прибалтики, Северо-Запад. Россия, больыинетео областей Белоруссии, Дальний Восток, Сахалин, горные районы России.

Прослеживая изменение в соотношении простых и сложных рас по "¡годам (табл. 1), следует отметить, что процент простых рас, имеющих ~один или два гена вирулентности, резко снизился с 85,73! (1973 г.) до 22,2% (1Э8Б.Г,)- С 1985 г. в популяции начинают появляться расы, содержащие 10 и более генов вирулентности. За-период о 19В5 г, по 1991'г, их процент а популяции гриба вырос с 2% до 68%. В популяции (1909 г.) полностью исчезли расы с 1 и 2-мя генами вирулентное тл, она стала в основном, состоять иа сложных рас с 3, 4 и 5 и более генами вирулентности.

На коллекционных к селекционных посадках, где сосредоточена больыое разнообразие генотипов растений, популяция патогена складывается иа Большого числа рас с различными генами вирулентности. Значительную долю составляют расы о несколькими . генами вирулентности.

Таблица 1

Изменение генедицес^рго состава рас гриба . '

РЬу^орЬЪЬога infestans

■ ■ • г........ Год| , 1 ------------------- ------—............... 1 Количество рас. с генами вирулентности РЪ.lnfestana | в популяции,% |

.... 1 1° 1 . 1 . 1 2 3 .4 Б 6 7 а а и 10. | более . |

1 1973)3,5 62,5 29,7 13,0 1,1 0 0 0 ; 0 0 0 |

1985|0 1988|0 1 0 22,2 29,9 22,0 12,9 5,0.3,0 3,0 о 2,0 |

0 аа.о 32,0 '25,0 .15,0 12,0 . 0 0 0 0 |

1 198910 " 0 • 0 ' "22,0 25,0 20,0 8,0 12,0 .5,0 0 8,0 |

1 1990) 0 1 0 о ! 2,0 13,0 15,0 14,0 20,0 0 0 36,0 |

1 1391| 0 1-.:____а......-., 0 0 0 0 3,0 14,0 0 • 16,0 0 68,0 | -----------.... 1

*# - данные по отчетам И-В. Йатрикеевой (1973, 1985 гг.), лаборатории иммунитета.. ВИЗР.

Данные, полученные ¡за 4'г.ола наследований, представление в

Tíi/nii 2

. Ваииение »ирудент»« pic грийа «i пссмш uptcteit > йтмградио» o&urt» 19S8-91 гг.

Г - . ■ 1 jlíecTD cíopj • • 1 ■ Гадх Превмярумм раек j • 1 1 ваидеи» uoiш pic; I

|лииыМ лолулуий . 1 1 ш-io ruoi мрудеитност» [

1 ■ ■ 'коллекционные'* 1533 1;2.3.4.¡ 1.2.5.4. I Y I - 1! с 6-» гения аярудеепшста |

селекционные посгдки 1989 1.2.5.*.; 1.2.3.4. I Г I¡ 1.2.1.4.3. 31 - с 11-« renin* «нрудекшсти)

и С.-ЗКШ . то l.Z.Î.4.5.4. I Y Zi 1.2.3.4.S. 21 - с 12ч rsiuK екруленткап» 1

¡ * 'im 1.2.1.4.5.4.7.8.9.10.: 1.2.3.4.5.4.7.8.9.10. I Г î 252 - с 12-» шз*ч вясментност»)

|Пра*13вадсгЕекние ïm 1.2.З.4.; 1.2.1.4.5. 11 - £ 7-» геягмм ирудмтностм [

!лосад«и im 1.2.3.4.; 1.2.3.4. 1 T 1 51 - с 11-» re»«» вирулентности |

|Лг«я»гралс«« ¿¡Ain* 1990 1.2.3.}.5.4. X Y 2; 1.2.3.4.5.4. 131 - с 11-1 генам 1нрулентност»|

! - ■ . i ' ■ 1991 1.2;3.4.5.4.7.8.9.10.11¡ 1.2.3.4.3.6.7.8.9.10. I Y I 201 - с 12ч гении в»рулеят»ост«[

таблица 2 позволяют сказать, что в Ленинградской области идет нарастанне иаолятов гриба-наиболее сложного порядка по вирулентности. Превалируют расы с большим числом генов вирулентности от 1,2,3,4 до 1.2.3.4.5.6.7.В.9.10.11.XYZ, составивших 20% популяции в 1891 году. Сложные расы присутствовали в популяции как на селекционных, так и на произведетвенных посадках. В результате идентификации рас в течение 1988-81 гг. нами был выделен ряд агрессивных и вирулентных рас, которые использовались при оценке на устойчивость сортов, гибридов и диких форм картофеля в лабораторных условиях-

Следует отметить, что популяция, собранная на селекционных и коллекционных посадках более разнообразна; спектр вирулентных рас более ынрок, чем на производственных посадках. Так в 1988 г. локальная популяция о селекционных м коллекционных посадок была представлена 10-и различными расами гриба, имеющими от 1 до 6-и генов вирулентности. В то же время на производственных посадках популяция была представлена 3-ю различными генамн вирулентности.. В 1989 г. популяция, собранная с селекционных и коллекционных посадок состояла из 8 различных рас, а на производственных посадках - из 5 рао. В 1900 г. на коллекционных посадках было выявлено 10 различных рас, в в производственных условиях - S.

В 1991 г- количество выявленных рас из локальных популяций, 6ujig одинаково .

Вероятно, что такая ситуация сложилась- в '1090 Гi потому что сложные расы практически полностью вытеснили простые . расы.' А спектр появляющихся рас гораздо ыире определяемого исследователями. Известно, что и число выявляемых рас ¡зависит от числа дифференциаторов, которыми они располагают.

Для выявления изменения общего уровня вирулентности популя-' ции И установления"ореднего количества генов вирулентности на .одну расу мы использовали фактор.вирулентности и прослеживали его динамику по годам. I ' •

Фактор вирулентности "с'1688 по 1991 гг.. возрос с 5,3 до 7*9 коллекционных л селекционных посадках и с 5,1 до 0,7 на семеноводческих и производственных посадках, что свидетельствует о значительном возрастании вирулентности {табл. .3)...

Для более достоверного и четкого выявления вирулентных рас ' гриба нами ставилась задача применения ыкалы дифференциаторов in vitro (предоставленной НИИ КХ, Гросс-Люзевиц). Использование ■ тест-сортимеята in yitro Было вызвано тем,. что наиболее распространенные тест-сортименты Ыик'а и Блзка сильно поражаются вирусной инфекцией. Наслоение вирусной инфекции, даже при латентной носитеяьства искажает показатели. при дифференциации рас воз-

булителвй фитофгороза. Это ограничивает их применение. »

Таблица 3

Динамика изменчивости фактора вирулентности по годам в локальных популяциях гриба РЬу^р11^ога 1п£ввЪапэ:

1 1 Годы 1 1 . 1 Фактор вирулентности 1

коллекционные селекционные .посадки ■ и 1 . . 1 семеноводческие и прЬизводотвен- | 1 ные посадки | 1 1 i i

J 1988 1 1989 1 1990 1 1991' 6,3 6,1 7,0 7,9 5,1 . 1 5,7 . 1 7,3 1 9.7 , 1 i

М ± m 6,95 Í 0,3

в,в ± оде

. Отклонения в реакциях тест-сортимента отмечают H.A. Дорож-:ин» З.И. Ремнееа (1S65), К.В." Попкова (1972, 19S0), Т.И. Федо-•ова, М.В. Патрикеева (1977), А.Ю. Ынейдер (1984).

Культура In vitro лает возможность поддерживать тест-расте-шя в безвирусном состояния, исключает затушевывание симптомоа гэ-эа других листовых пятннстостей и позволяет получать четкие реакции. Еце одним преимуществом тест-растений In vitro является нифякация условий для всех растений. Итог взаимодействия лвра-ита и хозяина зависит от 3-х составляющих системы: паразит астение-хозяин - среда. Предлагаемый метод дифференциации поз-оляот поддерживать единый температурный к световой режим. И, рконец, еще одно немаловажное преимущество использования диффе-енциаторов in vitro - возможность круглогодично проводить оправление расового состава гриба Ph. infestane D В.

Сопоставление результатов in vitro и in vivo свидетельству-г, что в культуре in vitro при использовании одних и тех же золятов гриба было выявлено 9-12 генов вирулентности, a inj vivo при стандартных условиях) только 4-8. j

До недавнего времени популяция фитофторы во всех странах ipa была представлена изОлятами Al типа совместимости и только Мексике были обнаружены язоляты как Al, так и А2 типов сов-гстимости, чем можно объяснить чрезвычайно ыирокий спектр рас в гой стране. .

- ío -

Таблица 4

Различие в результатах дифференциации рас методами . in vttro и in vivo

• !••" . ..... | j Количество генов вирулент- | | ноети у рас гриба || Ph. tnfestaña iii vitro i 1 ' " 1 |Количество генов вирулентности J |y рас гриба Ph. infeatans j | in vivo I

II , 1 1 11| 1.2.3.4.5.7,8.9.10.U | 1.2.3.4 |

1 1 |2|1.2.3.6.7.В.8.10.11 XYZ 1 1.2.3.4. "|

II ' |3| 1.2.3.4.6.6.7.q.9 ( 1.2.3.4.6.6 |

1 1 |4| 1.2.3.4.6.6.7 XVTZ | 1.2.3.4.6 XYZ |

II |5| 1.2.3.4.5,6.7.8.9.10 li ..... | 1.2.3.4.6 ' | i • i

С 1935 г. в природной популяции ( на клубнях) впервые на территории Ярославской области были обнаружены изоляты А2 типа совместимости. В последние годы эта форма патогена стала быстро распространяться по территории страны: Сахалин, Приморье, Средняя Ания, Восточная и Западная Сибирь, Европейская .часть. Совместное развитие А1 и А2 типов совместимости на растении-хозяине приводит к образовании покоящихся структур - ооспор, являющихся результатом полового процесса, что способствует появлению разно--образия рас и образованию иаолятов сложного состава.

После перезимовки в естественных условиях оЗспоры способны к прорастанию.^ ; .

Почва становится дополнительным, постоянным источником первичной инфекции, что значительно осложняет борьбу сфитофторозоц (Воробьёва, Гриднев, Поспелов и др., 1990).'

В связи с этим было необходимо выяснить- процент появления, иаолятов А2 типа совместимости е популяции, степень агрессивности иаолятов А2 типа совместимости по сравнению с изолятом А1 типа совместимости, содержащими одинаковое число генов вирулентности и возможность лбразовашм ооспор на устойчивых к фитофтороз у сортах. В 1989 г. - изолятов А2 типа совместимости не было обнаружено в популяции, в 1990 г. - они составили 3% популяции, а' в 1991 г. - 7Х. ' . •

Таблица С.

Агрессивность нзолятов А1 н А2 типов еовиесщиостп возбудителя фцтофтороаа картофеля

Спорогонность, I

Тис . 1йТ/еИг |

0, в О |

0,30 |

0.7 6 |

1,25 | 0,7,3+0,03 |

0.65 |

1. (10 [ 2,13 | 2,50 |

1,ЬЗ±0,50 |

------------!

• 1,1210,32 1

Было выяснено, что черва 3 дня после инокуляции диаметр инфекционного пятна иаолятов А2 типа совместимости в среднем ни. 0.85 см больые, чем диаметр инфекционного пятна няолятов А1 типа совместимости. Спорогенноеть нзолятов А2 типа совместимости нише на 0,85 тыс.ит/см*. Очевидно,благодаря более высокой агрессивности наопяты А2 типа совместимости имеют тенденций к распространению, их доля л популяции гриба возрастает. Иапболие высокий показатели агрессивности отпечены у иаолятов, к^к А1, так и А2 типов совмес'щмости, . имеюциу. б генов вирулентности, тогда как цзо)1ЯТц е 11', генами вирулентности проявляли меньшую агрессивность, что не противоречит литературным данным ( Попкова, • ЮСО,

Г---1-------------1-------------Т

I Тип I Раса I Величина

)совме- I 1 ипфьу.цноннот о

|стнмо- I (пятна, Д (см)

|сти | I на 3 день

| | 1.2.3/4.5.6.7.8.й.10.11 | 1,20

| |1.2.3.4.5.6.7.8.9.10 | 0,80

I А1 I I

| |1.2.3.4.5.6.7.В.а . | 1,50

| ¡1.2.3.4.5.6 | 1,70

| | | 1,30+0,03

| |1.2,3.4.5.6.7.В.9.10.11 | 1,80

| | 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10 |, 1,00

| А2 |1.2.3.4.5.8.7.8.9 | 2,10

| |1.2.3.4.5.8 | 3,00

|| | 2,1510,45

I I I г______

| I . I 1,65+0,62

I—_I_________________________д.

1978, Дьяков., Коган, 1966).

's'

Оценка картофеля на групповую устойчивость к возбудителям: фнгофторбза (Ph. Infö3tajis) и черной ножки (Erw. carotovora sspJ atroceptica)

При-определении селекции, как научной дисциплины, H.H. Вавилов (1961) выделил первостепенное значение исходного материала.

£

Практическая селекция картофеля нуждается в таком исходном материале, который позволит получать продуктивные, пластичные .сорта с яороыамн вкусовыми, качествами, устойчивее к основным болезням и вредителям.

Узкая генетическая база европейских, сортов по устойчивости,* фитофторозу - одна из'причин возникновения опифитотий. Выход из создавшегося положения, как полазал С.М; Букасов (1987), в использовании мировогоjгенофонда дикорастуыкх сородичей культурных сортов картофеля. ,Вопрос вовлечения в селекционную практику диких видов картофеля сложен и наряду с традиционным методом определяет необходимость использование методов In vitro.

• Наибольшей устойчивостью к фитофторозу обладают мексиканские дикорастущие виды, относящиеся к североамериканской группе. Фи-тофтороустойчивость свойственна и некоторым диким.видам, Произ-. растаюиим в .Южной Америке ( S. vernel Bitt. et Wlttm., S. microdontia Bitt-, S: simpllclfolluin Bitt. и др.).

Таблица 6

Оценка на. групповую устойчивость материалов ВИР

1 |Образцы 1 I 1 Г 1 Всего |оценено I I- 1 ...... |Устойчивых | к фитофт.орозу 1 1 1 1 |С групповой устойчивостью/ |к фитофторозу и черной | |ножке (

1 1 |коллекция (дикорастущих ]видов • . 1 1 1 | 350 1 ' ■ t 1 1. 1 75 ■ 1 1 1 ! I • 1 19 1

I )гибриды 1 1 | 990 1 | 145 1 1 i 1 19 1

1 (интролуциро-|ванные сорта 1 1 i | 16 1 1 1 1 Э ■ ) 1 1 1 ' 1 1 j

|Итого 1 ' ' 1 | 1356 | 1 : 1 210 г ..... Г I 1 ЗУ ] ........■ .. ._ .i ........ ..1

Еыл провален скрининг на групповую устойчивость к фптафторо-зу и черной ножке. Из 13S6 лнкорастуцих видов картофеля, в том числе и новых поступлений, межвидовых гибридов ( селекции Н.Л. Житлоаой, ВИР), интродуцироваиных сортов било аияелено 39 образцов, с групповой устойчивостью. Нее выделенные образцы имели высокий-уровень устойчивости к обоим патогенам. По международной икала СЭВ он составлял 0-9 для возбудителя фитофгороза и 7 - дли возбудителя черной ножки.

Таблица 7

Гибрщщ картофеля (селекции H.A. Житловой, ВИР) устойчивого к фнтофторозу и черцой ножке

1 ) N по |порядку 1 • ........ 1 Схема гибридизации | Номер j ' 1 1 _ 1

1 ' 1 (S. acaule)х Приесульский ранний H 3(35 |

1 2 Северянка Мурманская х (S. acaule

х S. vernei) N 379 . |

1 3 Duran х S. tuberosum x S. pinnatiaecturn N 374 |

1 4 S. andigenum x S. berthaultii N 404, 403 j

Г 6 (S. verrucßsum x Нега) x Adretta И 149 |

1 6 (S. pirirmti&ectum x сцесь пыльцы

S. tuberosum) x Boon II 372 j

1 7 (S. polytrichon x MPJ 50140/5) x

Boon N 3130 ' |

| а S: verrueosum x Hera N 357 j

1 9 (S. gourlayi x Omega) x Omega N 335 ' |

| 10 • • (S. vernei x Олев) x Mariella x Татьянка N 329 |

1 н 1 (S. megistocrolobum x Гатчинский) x

x Ütnbra x Faust а • N 293, 294 |

1 12 .. (S. megistocrolobum x Хибинский раннин)х

1 " Адретта) x Omega N 280 . 1

| 1а 1 1 (S. aimplicifoUcum x MPJ 50 140/5) x

' Boon x Desire ' N 278 |

1 14 (S. gourlayi x Ганибал) x Atsimba x

Татьянка N 178 |

| 1-5 S. verrueosum x Axicilia N 67 j

.18 .* (S. gourlayi x MPJ 50 140/6) x Andlgenum N 25/88 |

1 (S. meglstacrolobum x OmSga) x At3imba)x

1 ,. . ...... смесь.пыльцы S. .tuberosum К 30/89 j i

-Было выделено 19 образцов с групповой устойчивостью из • коллекции дикорастущих и примитивных видов картофепя, 19 обр&ацов

(гибридов) H.A. Жнтловой и 1 устойчивый интродуцярованный сорт.

В дополнение к существующим традиционным методам селекции с целью ускорения создания новых сортов применяются методы In vitro. •

Преимущество этих методов заключается в возможности направленного воздействия непосредственно на соматическую клетку, и использования свойства тотилотентиостн (Shaliin, 1985).

В практической селекции используют явление сомаклональной вариабельности как источник: дополнительного генетического разнообразия для отбора форм с хозяйственно ценными признаками, в том числе устойчивостью к болезням (Binden, Shepard, 1983).

Нами была проведена работа по отбору фнтофтороустойчивых линий среди сомаклокальных вариантов растений картофеля различных сортов после непосредственного заражения растений in vitro возбудителями фитофтороза Pli. infestans я черной ножки Erw. ca'rotovora взр. atroaepfcica. • ,

Для отого на ыкалр из сортов с различной устойчивостью нами была подобрана дифференцирующая концентрация конидий в суспензии-гриба Ph. infestans, дифференцирующая ыкала и время учета.'

Симптоматика заболеваний in vitro отличалась от симптоматики заболевания в поле. ■

Б результате ' проделанной работы нами были выделены пять клонов картофеля сорта Адретта, полученных в результате регенерации из каллуса, которые показали устойчивость, значительно превышающую исходную для данного сорта. Показатель скорости развития фитофтороза снизился на 40-50%.

Для более жесткой браковки материала при отборе на фитофто-роустойчивость нами были разработаны методы оценки мини-клубной картофеля. Нами было' оценено 1200- образцов мини-клубней, сомак-лональных вариантов и исходных форм. Из 5 выделенных сомакло-Нальных вариантов с повышенной фитофтороустойчивостью по листьям 1 подтвердил устойчивость по клубням. '

Нами была отработана методика оценки растений картофеля in vitro на устойчивость к возбудителю черной ножки Erw. carotovora вар. atroseptica, "о помощью которой было оценено 700 образцов. Только дикие виды S. efcuberosum, S. caripense и гибриды. S. etuberosum х S.brevidans и S, brevidana к S, ëtuberosuni обладали устойчивостью. Чтр касается еоиаклональных вариантов исследуемых сортов, то они существенно не отличались от исходных форм.

При оценке на устойчивость мшГи-клублей к черной ножке было оценено 1200 образцов, было выявлено 4 клона, 'отличающихся ■ по устойчивости. 2 клопа - регеиеранты сорта Лира и -2 клона - регеиеранты сорта-Весны белой облагали большей устойчивостью,_ чем

исходные. Балл поражения увеличился с 3 до 5 по шкала СЭВ (1984).

л

Таблица 8

Дикорастущие виды картофеля,' коллекции ВИР, обладающие групповой устойчивостью к фитофюроау и черной нояке картофеля

1.....„ | N по I порядку Название вида Номер no i каталогу ВИР 1

1 1 S. gifíantophylium Bitt. к 18272 1

1 2 S. gourlayi Hawk. к 11359

1 3 S. neocardiophy1lum к 20068

1 4 S. demissum Lindl к 21869, к 19076 |

1 5 S. papifa Ryolb к 1813S

1 6 . S. polytrichom Rydb к 5345, к 6816 |

1 7 S. stoloniferum Schlechtd к 22004, к 1997, |

1 8 S. pinnatisectvum Dun. к 21949, к 21953 )

1 9 S. bulbocastanum Dun. к 1565, к 1549 |

1 10 S. Jarnesii Torr. к 5362,

1 11 S. antipoviczli Buk et. Rybin к 2354

1 12 S. andigemim Jug. et. Вцк., к 15379а, I

к 10400, к 15361 |

1 13 1, ......... S. rybinii Jug. к 8211, 1

. Таким.образом, удалось выделить формы о групповой устойчивостью из коллекции ВИР и показать перспективность улучшения сортов' в 'плане групповой устойчивости к фитофторозу и бактериозу методами tn vivo и in vitro.

Черная ножка, картофеля и индуцирование устойчивости к бактериозу

Увеличение потерь от бактериальных болезней обусловлено двумя причинами: повышением травмируемос+и клубней во время механизированной уборки и отсутствием устойчивых к бактериозам сортов.

Самыми ощутимыми потерями являются потерн при хранении. Ежегодно онн составляют 5-10% урожая, а в. отдельные годы уносят 30-B0SS . урожая картофеля (Дорожкин, Бельекая, Новикова, Алексеева, 19ВЗ). Культура картофеля с Ломоцью устойчивых сортов к группе заболеваний может быг.ь успешно защищена в условиях интег-Енройанной замнты. В наыем случае слабым звеном является отсутствие сортов, устойчивых к бактериозам.

Существенную опасность для семеноводства представляют боль-' ныв семенные 'клубнн. Та!с по наыим данным потери от черной ножки в семеноводческом хозяйстве ОПХ "Суйда" по годам составили: по проценту больных растений черной ножкой- во время вегетации в 1988 году составил 2,5%, в 1989 г. - 4,7%, в 1S90 г. - 3,3%,,в 1991 г. - 2,2%. Потерн при хранении (через 2 месяца) составили в 1988 г. - 8Ж, в.1989 г. - 3,7%, 1990 г. - 9,2%, 1991 г. - 6%.

Чтобы избежать потерь целесообразно обратить особое внимание на предпосадочную обработку клубней картофеля. Важным приемом интегрированной защиты картофеля является использование веществ» стимулирующих -рост и развитие растений, обладающих одновременно и бактерицидными свойствами.

Исследовались препараты группы гликозидов: пурлуреогликозил, • томатозид, ка!тсикозид, а также медьсодержащие препараты Литая М-45 и Коцнд. Левомицетин и ТМТД в качестве базовых контролей и отечественный антибиотик стрептомнциновой группы фитобактериомй-цин (ФБМ), выделенный, из культуральной жидкости Actinomyces levandulae int.. 695. . ' •

ФБМ является первым отечественным антибиотиком против фитопа- , тогенов. Антибиотический спектр действия ФБМ в отношении фитопа-тогенных грибов и Бактерий достаточно чирок. Первоначально ФБМ применялся в качестве дуста для опудрнеания семян, но- в настоящее время этот.прием не используется, так как опасен для здоровья людей. Была предпринята попытка использовать фитоба'ктерио-мицин, глихозиды, Днтан М-45 и Коцнд в виде суспензий для пред-.посадочной обаботки семенного картофеля. Для определения влияния препаратов на возбудителя-черной ножки - Erw. carotovora вер-. atroseptica использовали"лабораторный метод штриховых посевов йа 1 поверхность агарнзнрованной среды. ■ , ,

Для полевого опыта были обобраны препараты: лурпуреогитозид, ФБМ, Коцид, Дитан М-45 и в качестве базовых контролей использовали ТМТД и левомицетин. " •

Одним из ценных качеств антибиотиков как средств борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур является их стимулирующее влияние на рост и развитие растений. Стимулирующее действие может выражаться в повышении энергии порастания, всхожести, увеличении, высоты растений, длины корней,гв ускорении фаз развития и в росте урожайности'культур.

Установлено, что антибиотические препараты - действуют' не только на возбудителей болезни, ''но и на физиологические процессы,' протекающие в растениях при контакте с возбудителем, поэтому они могут влиять на устойчивость растений к отому заболеванию, ФБМ■оказывает глубокое продолжительное влияние на обмен ве-

- .17 - •

цеств растений, повышая устойчивость к бактериозу. Для производственного опыта был отобран препарат-антибиотик ФБМ. Опыт проводился в ОПХ "Суйда" в течении трех лет и показал высокую биологическую и хозяйственную эффективность препарата.

Таблица 9

Влияние обработки клубней препаратом ФБМ на развитие растений

Годы Биологическая эффективность, X Больных черной ножкой рас-гений, Я фаза буто- фаза цвете-низации пня Высота Растений, см

19аа

Опыт (ФБМ) 92 0 0,8 42

контроль 0 0 10,0 31

1989

Опыт (ФБМ) 70 0 1,0 40

контроль 0 2 8,0 ' 30

1990

Опыт (ФБМ) .76 0 0,9 45

контроль 0 1 а,5 " 37

Опыт был заложен на ременном картофеле сорта Невский на площади 6 га (табл. 9).

Экономическая эффективность использования ФБМ путем предпосадочной обработки семенного картофеля составила в 1990 г. 3500¡рублей с-гектара, что соответствует хозяйственной эффективности 50 ц/га. Рентабельность обработки составляла 104;IX.

Предпосадочная обработка клубней антибиотиком ФЕМ рассматривается как иммуннаирукицее действие на растения, была оценена как эффективный прием и рекомендована для ряда семеноводческих хозяйств Ленинградской области.

* * I

выводи .'.•■ '

. 4 • 1. Отмечено с 1988-1992 гхл. повышенна вредоносного значения ,

фитофтороза картофеля, увеличение вредоносности бактериозов в поле и при хранении и необходимость учета этих двух заболеваний при иммунологическом обосновании создания новых сортов картофеля в Ленинградской области.

2. Отмечено увеличение числа сложных рас о 10 генами вирулентности и более и увелечение числа изолятов, относящихся к А2 типу совместимости у гриба Ph.infeatans т возбудителя фитофторо-

аа> ' в

3. Установлена необходимость учета показателей агрессивности изолятов возбудителя фитофтороза Ph.lnfestaña наряду с определением вирулентности.

• 4. Использование дифференциаторов In vitro дает наиболее, четкую картину при идентификации рар возбудителя фитофтороза' картофеля. \

5. Выделены 39 образцов с групповой устойчивостью к возбудителям фитофтороза и бактериоза {черной ножке), из 1356 исследованных образцов. ' ' .

6. Использование методов In-vitro при иммунологических ра' ботах с фигофторозом и бактериозом ка£?офеля~дало преимущество

при отборе самоклонов на- групповую устойчивость.Использование методов' биотехнологии позволило получить формы с более выаокой устойчивостью на базе 7 клонов 3-х сортов. .

7. В качестве индуктора устойчивости и^бактериозу выявлено перспективность предпосадочной обработки фитофтороуоТойчивых сортов препаратом ФБМ для снятия вредоносного значения заболева-

.ния - черной ножки картофеля.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Использовать в селекционных оценках на устойчивость к фитофторозу расы.гриба Phytophthora infestans D.B. (12 3 4 5 в 7 8 9 10 xys, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 xyz),- для оценки иа-устойчивость к черной ножке картофеля .использовать 1-ый, наиболее pacnpociраненный в Ленинградской области серотнп Erwinia . carotovora вер. atróceptica. ' ' ■ J

2. Рекомендовать использование в селекции видов, перечисленных в таблицах 7 и 8.

3. При -отборе на групповую устойчивость использовать разработанные нами методы оценки растений картофеля in vitro.

4. Проводить предпосевную обработку препаратом ФБМ (Информационный листок И 217.

- 19 -

Список опубликованных работ

1. Асеева Е.А., Молодых Л.В. Использование фунгицидов в борьбе с фитофторозом на различных по устойчивости сортах картофеля. Сб. тезисов научно-производственной конференции "Роль молодых ученых и специалистов в развитии Агропромышленного комплекса", Свердловск, 1988.

2. Патрикеева N.B., Кононова Г.А., Ткаченко М.Л., Асеева Е.А..Усовершенствование системы зациты семенного картофеля от комплекса болезней с учетом устойчивости возделываемых сортов. Тез. докл. Всес. совец. "Перспективы создания экологически

.чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур", Л. , 1990-.

3. Якубчик Е.Ф., Асеева Е.А. Оценка устойчивости к фитофторозу диких клубнеобразуюцих видов картофеля. Тез. докл. конференции молодых ученых "Экологические проблемы защиты растений", П., 1990.

4. Житлова H.A., Патрикеева М.В., Асеева Е.А. Оценка межви-• довых гибридов на устойчивость к фитофторозу. Бюлл. ВИР "Генетические ресурсы растений как исходный материал для селекции". Л., H 197, 1990.

5. Асеева Е.А. Поиск индукторов устойчивости к черной ножке картофеля. Тез. докл. конф. молодых ученых "Экологические проблемы защиты растений", 1990. ,

6. Асеева Е.А., Усольцева М.Ю. Получение устойчивых к фитофторозу форм картофеля, используя явление сомаклональной вариабельности. Тез.докл. IX Всесоюзного совещания по иммунитету растений к болезням и вредителям, М., 1991.

7. Асеева Е.А., Информационный листок о перйловом опыте N 216. Использование Фнтолавина в борьбе с бактериальным заболева-. нием-- черная ножка на картофеле. Л., 1992.

8. Асеева Е.Л., Усольцева М.Ю., Гусева H.H. Методы современной биотехнологии для получения форм картофеля, устойчивых к фитофторозу. Вестник е/х науки. (В печати).